長螺旋鉆孔灌注樁在深厚淤泥質土中的應用

周武平 胡建偉 鄧少林

(中冶集團武漢勘察研究院有限公司，湖北武漢 430080)

0 引言

長螺旋鉆孔泵送混凝土后置鋼筋籠技術由日本的CIP工法演變而來，隨著成樁設備不斷向環保型、高效率發展，長螺旋成孔灌注樁工法被大量推廣。其既解決了塌孔問題，又避免了泥漿污染環境。具有施工速度快、污染小、造價低等優勢［1-3］。但該樁法連續性、緊湊性要求較高，特別是對現場地質條件要有充分的認識，采取相應的施工方法和技術，才能保證施工安全和質量。為了指導工程實踐，本文通過研究長螺旋鉆孔灌注樁成樁機理并結合某基坑工程實例探討其在深厚淤泥質土中的成樁缺陷及應對措施。

1 長螺旋鉆孔灌注樁機理

長螺旋鉆孔灌注樁是利用長螺旋鉆桿成孔，成孔后通過設在內管鉆頭上的混凝土輸送孔在提鉆桿的同時，泵入超流態混凝土，輸送到設計樁頂標高后，移開鉆機，將鋼筋籠置入樁體內，形成鋼筋混凝土灌注樁。在輸送混凝土到樁頂時，為了保證樁頂混凝土強度，灌入的混凝土要超出樁頂標高50 cm。該成樁流程為:場地整平→樁位測量放線→樁機就位→鉆孔至設計深度→邊泵送混凝土邊提鉆→置入鋼筋籠→成樁→鉆機移位。該工法具有如下特點［4-7］:

1)適用范圍廣，穿透能力強。不僅適用于地下水位以上的各類土層，而且還適用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂性土、淤泥、淤泥質土、強風化巖等地層。樁徑一般采用400 mm～1 000 mm。

2)樁身質量好，一般無斷樁、縮頸的現象。施工質量容易得到保證。

3)施工速度快，不產生振動及噪聲，不排出廢棄泥漿，對周邊環境幾乎不產生污染。

4)單樁承載力高，穩定性好。由于是連續壓灌超流態混凝土護壁成孔，對樁周土有擠密、滲透的作用，提高了樁周土的側阻力，使樁基具有較強的承載力、抗拔力，變形小，穩定性好。

2 工程實例

2.1 工程概況與地質情況

本工程為昆明某地塊深基坑支護工程，基坑面積約為35 095 m2，總延長米約為881.5 m。設2層地下室，基坑的開挖深度約為10.45 m～12.50 m，屬于深基坑。采用樁錨的基坑支護方案:φ800長螺旋鉆孔灌注樁+3排，4排壓力分散型可回收預應力錨索。該基坑南側靠近售樓部在支護樁成樁過程中竄孔現象嚴重，成樁質量存在缺陷。后經補勘，發現基坑南側原本系一沖溝，其下為淤泥質土，地層條件較差，容易發生竄孔現象。基坑場地情況見圖1。

根據鉆孔揭露和場地地層成因條件，場區地層情況從上到下為:①雜填土，由粘性土夾大量建筑垃圾及少量碎石組成，為新近填土，全場地均有揭露;②粉質粘土，可～硬塑狀態，局部軟塑，全場地均有揭露;③粘土，軟～可塑狀態，全場地均有揭露;④淤泥質土，黑～黑灰色，較濕～濕，軟～可塑狀態，局部為淤泥，局部夾薄層粉土及有機質粉質粘土，有干縮現象;⑤粉質粘土，濕，硬～可塑狀態，稍有光澤，夾少量礫石，局部夾薄層粉土，全場地均有揭露。各土層參數見表1。場地內的地下水為上層滯水。上層滯水賦存于第四系人工填土層中，大氣降水和地表水滲入是其主要的補給來源。

圖1 基坑場地

表1 土層參數

2.2 成樁缺陷及治理措施

長螺旋鉆孔灌注樁竄孔現象常出現在淤泥類土的工程中，表現為施工完一根樁后緊接著施工相鄰的樁時，前面已施工完的樁未凝固的混凝土下落。通過對本基坑南側的支護方案及土層條件進行分析，此次竄孔主要原因為:

1)場地內局部分布的軟弱淤泥質土，在鉆進時土層容易發生流動。

2)支護樁間距太小，前期設計支護樁為φ800@1 100 mm，導致相鄰樁無法成孔。

3)成孔時間太長。

圖2 基坑支護變更后設計方案剖面圖

竄孔導致相鄰樁無法正常施工，嚴重影響工期。本次通過對竄孔的原因進行分析，及時調整設計方案，并提出以下處理措施:

1)利用“跳鉆”的方法成樁，即在施工完成一根樁后，間隔一定距離，到鉆進中不影響已完成樁的另一根開始施工，待已完成的樁混凝土凝固后再施工其相鄰的樁。

2)對出現竄孔的部位，進行設計方案變更，加大支護樁的間距(見圖2，圖3)。變更后，支護樁為φ800@1 500 mm。先期支護樁成孔困難的地方采用后排樁進行加強。

圖3 基坑支護變更后成型圖

3)提高鉆進速度，改進鉆頭結構，縮短鉆進時間，以減少鉆進過程中對樁間土的擾動。

2.3 支護樁低應變動檢測

通過對基坑南側17根樁進行低應變無損檢測，Ⅰ類樁15根，占檢測總數的88%;Ⅱ類樁2根，占檢測總數的12%，平均波速為3 557.8 m/s。成樁質量良好，滿足設計要求，克服了長螺旋鉆孔灌注樁在淤泥、淤泥質土層的施工過程中容易出現的竄孔現象。

3 結語

本文針對長螺旋鉆孔灌注樁在軟弱土層基坑支護中的應用，采取相應的應對措施，提出了完整的處理思路與處理方案。通過加大樁距、增設后排樁、改進施工工藝，并經過樁低應變無損檢測，該工藝的應用在此次基坑支護施工中取得了良好的效果，并積累了豐富的實踐經驗。驗證了長螺旋鉆孔灌注樁應用于軟弱土層的可行性，表明其成樁是可靠和可行的，為類似土層條件下的工程的設計與施工提供了參考依據。

［1］ JGJ 94-2008建筑樁基技術規范［S］.

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